Способ определения температуры газовой среды Советский патент 1991 года по МПК G01K11/26 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- ,зовано при исследовании нестационарных температурных процессов в газовых средах внутри герметичньтх изделий, а также для ультразвукового измерения температуры газа в герме- тичных изделиях, напрш-iep, при определении давления газа в твэлах ядерных реакторов или расхода газа, внутри герметичных оболочек.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа путем измерения температуры газовой среды внутри,герметичных оболочек.

На фиг.1 .изображена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг,2 представлен характерный вид АХЧ системы оболочка-газ. -24-91 Устройство содержит пьезопреоб- разоватеди 1 и 2, первый из которых, являющийся возбудителем ультразвуковых колебаний в системе оболочка 3 - газ, подключен к выходу генератора 4 качающейся частоты (ГКЧ) прибора для исследования АХЧ типа , Пьезопреобразователь 2 - приемный - подключен к входз индикаторного блока 5 прибора Х1-46. Точное значение резонансной частоты определяют с помощью частотомера 6, по;у лючениого к выходу ГКЧ-4. Пьезопреобраэователи 1, 2 располагают на поверхности оболочки 3 исследуемого образца с газом и снабжают плотно прилегшощими к поверхности оболочки в области пьезо преобразователей демпфт{рующими кольцами 7, которые могут быть выцолнепЬ например, из фторопласта. Оболочку нагревают с помощью реписторного на

О)

рсплтеля Я, срапиительчьш контроль емпературы оболочки 3 осуществляют помощью термопары 9, подключенной. регистрирующему прибору (на черте-- , е ие показам),

Способ может быть осущестплен в герметичных оболочка различно форы, а также на уч астке бесконечного трубопровода с трубами циянидричес- jg кого, овального I-UIH прямоугольного сечения.

Способ определения температуры газовой среды осуществляютоследующим образом. С- помощью пьезопреобразова- fs теля 1 и ГКЧ-4 в исследуемой системе оболочка газ возбуж,цяют ультразвуковые резонансные колебания в диапазоне резонансных частот колебаний газа, которые визуализируют на экра- 20 не индикаторного блока 5 прибора для исследования АЧХ (фиг.2), подключенного к пьезоприемнику 2. Из регистрируемой совокупности резонансов обо-п лочки 3 и газа, лредстатзленной на 25 фиг.2, выделяют один из резонансов газа, -АЧХ которого имеет характерный вид 10, отличный от резонансов 11 оболочки, и определяют его резонанс- ную частоту с помощью частотомера б 30 в момент достижения максимальной амплитуды peaoTiaHCHoro пика. Резо- нансная частота.колебаний газа связана со скоростью звука в нем, что, в свою очередь, яависит от темпера- 35 туры столба газа вовлеченного в резонансные кояебапт я. По измеренному значению резонансной частоты и определяют температуру газа, заполняющего оболочку, и ее изменения. 40

Дпя сглаживяння резонансов оболочки и тем спммм х:.11я облегчения вы-, явления поперечного резонанса газа демпфируют часть оболочки с помощью кольцевых демпфр-ров 7, плотно приле- 45 гающих к поверхности оболочки. Кроме , того, зная, что при нагреве газа его. резонансная частота растет, в отличие от резонансов оболочки, которые в этом случае уменьшаются, целесооб- jQ разно для облегчения нахождения резонансов газа производить также крат- ковременш.т нагрев части оболочки 3, например, с помощью нагревателя 8.

Способ реализован на цилиндрическом образце из оболочки твэла с внутренним диаметром 6, 1 .мм и д,пи- ной 250 мм, заполненном кршттоном до давления 15 атм. Колебания системы оболочка - газ возбуждали в диапазоне 20-220 кГц. В зависимости от температуры регистрировали частоту радиального резонанса газа f значение которой при комнатной температуре составляло 1 i6,20 кГц. В процессе испытаний установлено, что изменение температуры газа на величину, превышающую 0,04 К, может быть зарегистрировано с достоверностью 0,95.

Способ определения температуры отличается простотой и может быть использован при измерении и контроле температуры газовой.среды внутри герметичных оболочек твэлов ядерных реакторов без их разрушения, где известные способы ультразвукового контроля непригодны.

Формула изобретения

1. Способ определения температуры газовой србды, заключающийся в возбуждении ультразвуковых: резонансных колебаний и измерении резонансной частоты колебаний газа, по значению которой определяют температуру, о т- л и ч а ю и с я тем, tiTo, с целью расширения функциональных возможностей способа за счет измерения температурь газовой среды внутри герметичных Ьболочек, колебания возбуждают в системе оболочка - газ в диапазоне резонансйых час гот колебаний газа, регистрируют эти колебания и выделяют один из резонансов газа.

2.. Способ по П.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что с целью упрощения вьщеления резонанса газа, проводят кратковременный нагрев оболочки.

3. Способ по П.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью упрощения выделения резонанса газа, част оболочки демпфируют.

8

ОО О О О

/

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании нестационарных тепловых процессов в газовых средах.Цель изобретения - осуществление измерения и контроля температуры газовой среды внутри герметичных оболочек. В системе оболочка-газ возбуждают ультразвуковые колебания, регистрируют их и выделяют один из резонансов газа. По значению.резонансной частоты колебания ,газа определяют его температуру. Для облегчения процед%фы выделения поперечного резонанса гйза чйсть оболочки дe пфиpyют и произво.цпт кратковреме1 ный ее разогрев 2 кл. с (

7УУТУ /J

О О О О О

Фиг.1

22:

f/ac/T o/r7a